问题 解答题
设函数f(x)=loga(x-3a)(a>0,且a≠1),当点P(x,y)是函数y=f(x)图象上的点时,点Q(x-2a,-y)是函数y=g(x)图象上的点.
(1)写出函数y=g(x)的解析式;
(2)若当x∈[a+2,a+3]时,恒有|f(x)-g(x)|≤1,试确定a的取值范围;
(3)把y=g(x)的图象向左平移a个单位得到y=h(x)的图象,函数F(x)=2a1-h(x)-a2-2h(x)+a-h(x),(a>0,且a≠1)在[
1
4
,4]
的最大值为
5
4
,求a的值.
答案

(本小题满分12分)

(1)设点Q的坐标为(x',y'),则x'=x-2a,y'=-y,即x=x'+2a,y=-y'.

∵点P(x,y)在函数y=loga(x-3a)图象上

∴-y'=loga(x'+2a-3a),即y′=loga

1
x′-a

g(x)=loga

1
x-a

(2)由题意x∈[a+2,a+3],则x-3a=(a+2)-3a=-2a+2>0,

1
x-a
=
1
(a+2)-a
>0.

又a>0,且a≠1,∴0<a<1,|f(x)-g(x)|=|loga(x-3a)-loga

1
x-a
|=|loga(x2-4ax+3a2)|

∵|f(x)-g(x)|≤1∴-1≤loga(x2-4ax+3a2)≤1,r(x)=x2-4ax+3a2对称轴为x=2a

∵0<a<1∴a+2>2a,则r(x)=x2-4ax+3a2在[a+2,a+3]上为增函数,

∴函数u(x)=loga(x2-4ax+3a2)在[a+2,a+3]上为减函数,

从而[u(x)]max=u(a+2)=loga(4-4a).

[u(x)]min=u(a+3)=loga(9-6a),

又0<a<1,则

loga(9-6a)≥-1
loga(4-4a)≤1

0<a≤

9-
57
12

(3)由(1)知g(x)=loga

1
x-a
,而把y=g(x)的图象向左平移a个单位得到y=h(x)的图象,则h(x)=loga
1
x
=-logax

F(x)=2a1-h(x)-a2-2h(x)+a-h(x)=2a1+logax-a2+2logax+alogax=2ax-a2x2+x

即F(x)=-a2x2+(2a+1)x,又a>0,且a≠1,F(x)的对称轴为x=

2a+1
2a2
,又在[
1
4
,4]
的最大值为
5
4

①令

2a+1
2a2
1
4
a2-4a-2>0⇒a<2-
6
(舍去)或a>2+
6
;此时F(x)在[
1
4
,4]
上递减,∴F(x)的最大值为F(
1
4
)=
5
4
⇒-
1
16
a2+
1
4
(2a+1)=
5
4
a2-8a+16=0⇒a=4∉(2+
6
,+∞)
,此时无解;

②令

2a+1
2a2
>4⇒8a2-2a-1<0⇒-
1
4
<a<
1
2
,又a>0,且a≠1,∴0<a<
1
2
;此时F(x)在[
1
4
,4]
上递增,∴F(x)的最大值为F(4)=
5
4
⇒-16a2+8a+4=
5
4
⇒a=
1±4
2
4
,又0<a<
1
2
,∴无解;

③令

1
4
2a+1
2a2
≤4⇒
a2-4a-2≤0
8a2-2a-1≥0
2-
6
≤a≤2+
6
a≤-
1
4
或a≥
1
2
且a>0,且a≠1

1
2
≤a≤2+
6
且a≠1,此时F(x)的最大值为F(
2a+1
2a2
)=
5
4
⇒-a2
(2a+1)2
4a4
+
(2a+1)2
2a2
=
5
4
(2a+1)2
4a2
=
5
4
a2-4a-1=0

解得:a=2±

5
,又
1
2
≤a≤2+
6
且a≠1
,∴a=2+
5

综上,a的值为2+

5

单项选择题 A1型题
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